22声音的特性

1、2.2声音的特性教学目标知识与技能：1. 了解声音的特性。2. 知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。3. 不同发声体发出乐音的音色不同。过程与方法：4. 通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”，进一步了解物理学研究问题的方法。5. 培养学生科学探究的能力。情感、态度与价值观：6. 体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养学生更加热爱世界、热爱科学的品质。7. 培养学生联系生活、生产和科学技术的意识。教学重点：音调、响度、音色的概念及其相关因素。教学难点：探究决定音调、响度的因素。教学方法：探究法、演示法。教学用具：钢尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（

2、系有细绳）、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机教学过程一、引入：学生倾听声音,感觉不同。提问：这两段音乐中的声音有什么区别？二、授新：1声音的特性：学生讨论刚才的两段乐曲有什么区别。学生分组发言： 声音时大时小（时强时弱），大小（强弱）有差别； 声音的高低（调子）有差别； 不同乐器演奏出的声音不一样。师小结：声是由物体的振动产生的。物体发出的声音必然与物体的振动有联系，那么物体的振动有哪些特点呢?物体振动的快慢、幅度和不同物体振动的方式不同。那么声音的这些不同特点与振动的这些不同点之间有什么联系呢?下面让我们一起探究。2.音调：我们接触到的声音各种各样，有的听起来音调高，有的听起来音

3、调低。下面我们来感受一下音调不同的声音。学生听琴声，感受音调的高低。探究：音调的高低与什么因素有关演示实验：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，再拨动。注意使钢尺两次的振动幅度大致相同。比较两种情况下尺振动的快慢和发声的音调。实验表明：物体振动得快，发出的音调就高，振动得慢，发出的音调就低。频率：物体振动的快慢用频率来表示。频率就是物体每秒内振动的次数，单位是赫兹（Hz）,简称赫。如：物体在1s的时间里如果振动100次,频率就是100Hz。再如：蝴蝶翅膀每秒钟振动约5次,则蝴蝶发声的频率是。音调的高低与频率有关：频

4、率高音调就高，听起来尖细；频率低音调就低，听起来低沉。超声波：高于20000Hz的声音。超声波特点：能量大,沿直线传播。次声波：低于20Hz的声音。次声波（又叫亚声波，大致范围：10-420Hz）产生于火山爆发、地震、极光、海啸、台风、雷暴、龙卷风等自然灾害和核爆炸、火箭发射、化学爆炸、机器工作时也能产生次声波,次声波对人体有一定的危害。次声波特点：传播的距离远,而且不容易被吸收。这两种声音,人是听不到的。却可能在猫、狗等动物的听觉范围内,所以有些灾难发生前,在人类毫无察觉时,猫、狗就已经警觉地听到了。音调与波形：演示：把话筒连到示波器上。请同学用口琴先对着话筒吹“dou”音，观察示波器显示的

5、波形；再对着话筒吹“re”音,观察示波器显示的波形。比较低音调与高音调的波形有何不同。学生活动：在纸上画出你看到的两次波形图（低音形状疏松,高音形状紧密）。演示：请同学用口琴先对着话筒,观察示波器显示的波形；再对着话筒轻轻吹“te”音,观察示波器显示的波形。提问：我们知道蝴蝶飞来飞去,靠的是翅膀的振动,蜜蜂、蚊子也是,但我们听得见蜜蜂、蚊子的嗡嗡声,却听不见蝴蝶的声音,你知道这是为什么吗？读图：请同学们读课本动物发声和听声的频率图。老师提供数据：蝴蝶翅膀振动频率56Hz，蜜蜂、蚊子翅膀振动频率400600Hz。学生回答:蝴蝶翅膀振动频率不在人耳听觉范围内,而蜜蜂、蚊子翅膀振动频率正好处在人耳听

6、觉范围内。所以我们听得到蜜蜂、蚊子的嗡嗡声,却听不见蝴蝶的声音。有经验的养蜂员根据蜜蜂的嗡嗡声,就可以知道它们是飞出来采蜜,还是采好了蜜飞回蜂房。因为蜜蜂在不带花蜜时,翅膀每秒钟振动约440次,而带花蜜时发出的音调低些。提问：为什么有些声音在人们毫无察觉时,猫、狗就已经警觉地听到了？大多数人能听到的频率范围：20Hz20000Hz（其中最敏感的频率是3000Hz；老年人的听觉会衰退；20Hz是听觉下限20000Hz是听觉上限）。人的歌唱声约为男低音的60Hz到女高音的2500Hz,通常男子说话声的频率为95142Hz,而女子说话声的频率为272553Hz。所以说女子声音的音调比男子的高，也就是

7、通常所说的女子声音比男子的尖。3.响度：乐音有音调高低的不同，也有强弱的不同，如：用大小不同的力敲同一个音叉，听到的声音的强弱不同。响度：人耳能感受到的声音的强弱称为响度。探究：响度的大小与什么因素有关？演示：轻敲队鼓与重敲队鼓,请同学们注意听发出的声音,并观察鼓皮上彩色纸屑的跳动情况。轻敲时,声音小,纸屑跳动缓慢,犹如轻歌曼舞；重敲时,声音大,纸屑跳动剧烈,犹如狂欢。提问：这说明了什么？有的振动的幅度大，有的振动的幅度小，振动的幅度是用“振幅”这个物理量来表示的，振幅就是振动物体偏离中心位置的最大距离，振幅越大，振动就越强。学生活动：分组试验把钢锯条紧压在桌边上：将钢锯条的1/2伸出桌外轻轻

8、拨动；将钢锯条的1/2伸出桌外用力拨动，使其振动发声。观察：钢锯条两次拨动时，振动幅度情况和发出声音的特点。引导学生分析：振动的振幅大，声音大；振动的振幅小，声音小。结论：我们把声音的大小叫做响度。响度跟物体振动的振幅有关。学生感受：手摸自己的喉咙，对比感觉一下轻声说话与大声说话时声带的振动幅度情况。不同振幅声音的波形：响度还跟人到声源的距离有关系。距离越远，听到的声音越弱。3音色在大自然中，各种物体发出的声音有各自的不同特点。风吹树叶发出柔和的沙沙声，小溪流水发出轻快的潺潺声，北风呼呼地怒吼，百鸟唧唧地欢叫。不同的物体发出的声音具有不同的特色，或者说具有不同的声音品质，这种品质通常叫做音品或

9、音色。正因为各种不同的发声体发出的声音具有不同的音色，我们才可以区别不同的发声体。学生活动：我们来做两个小游戏，感受一下音色的区别。听声辨人（不同的学生读一段课文，其他学生闭眼听，说出读课文同学的名字）。在讲桌下（不让学生看见）敲响铜锣、摇动响铃，请同学们说出听到的声音是什么物体振动发出的？提问：那么同学们是凭什么分辨出来的呢？每个人的声音都具有与别人不同的音色，所以我们能从电话、广播的声音中分辨出是不是熟人，是哪位熟人在讲话。由于每个人的发声器官和发声习惯不同，发出的声音也就有不同的音色。要模仿别人的声音是很困难的，因而在案件侦破工作中也常用声谱分析法研究“声纹”，即“声音的指纹”。各种乐器

10、，即使是用同样的响度奏同样的曲调，我们仍能区别出哪是笛子，哪是二胡，哪是小提琴，哪是小号。胡琴的声音柔韧，笛子的声音清脆，小提琴的声音优美，小号的声音激昂。提问：是什么因素起着作用，使得不同的发声体发出的声音具有不同的音色呢？原来，一般物体发声时都有多种不同频率的声音同时发出，这种声音叫做复音。只有音叉等少数物体发声时只发出单一频率的声音，这种单一频率的声音叫做纯音。复音是由多个纯音组成的。乐音属于复音，它可以分解成有限个纯音。其中频率最低的纯音强度最大，叫做基音，其他频率是基音整数倍的纯音叫做泛音或倍音，它们决定着复音的“色彩”。演示：把话筒连到示波器上。把都发相同音调dou”的音叉、口琴、

11、长笛等不同乐器对着话筒，观察波形的不同。可以看到，不同乐器发出相同的音调和响度的声音时，发声的音色不同，观察到波形上附加的小振动也不同。由于音调是由基音的频率决定的，所以以上两个基音频率相同的音叉、口琴、长笛的音调相同，但听起来它们各有不同的音色，这是由其具有不同的泛音而造成的。总之，由于各种发声体的泛音个数、频率分布和强度分布等方面的不同，形成了各种发声体千差万别、丰富多彩的音色。泛音的不同给基音以各种“装饰”，就像给同样的画面添上了不同的色彩一样。乐音中的泛音越多，听起来也就越好听，高音丰富，给人以活泼愉快的感觉；低音丰富，给人以深沉有力的感觉。同种乐器也有不同的音色，名贵的小提琴发出的声

12、音特别优美，具有华丽丰富的泛音，是一般小提琴不能比的。小提琴使用的时间越长，发出的声音也越响亮。同一件乐器，由于乐手的技巧不同，乐器的音色也会不一样。同一把小提琴，初学者可能发出粗糙低哑的声音，而熟练的琴师演奏时由于指和弓的微妙协调，会使琴弦发出丰富的泛音。学生活动：有哪位同学想看看自己声音信号的波形特征？请两位男女同学上讲台，对话筒说“我喜欢物理”。三、课堂小结：音调音调有心高低”之分。音调与频率有关.频率越高，音调越高。2. 响度响度有“大小之分口响度与振幅有关，振幅越大，响度越大。3. 音色不同境声体的材料、结构不同.发出声音的音色不同四、拓展练习：4401. 蜜蜂载着花蜜飞行的时候，它的翅膀平均每秒振动300次，不载花蜜时平均每秒振动次，有经验的养蜂人能辨别蜜蜂是飞出采花，还是采了蜜飞回家，养蜂人主要是根据什么特征来辨别的（）A.声音的音调不同B.声音的响度不同C.飞行